棒材是产量最大、应用范围最广的金属材料之一,在不同的工作环境中,棒材容易产生裂纹、腐蚀、人为损伤等各种各样的缺陷,而裂纹缺陷所占的比重和危害性都非常大。目前广泛应用的缺陷检测方法多以矩形截面梁为研究模型,使用射线、涡流、超声等静态无损检测方法,仅局限于缺陷已知和形状简单的结构。模态分析能得到动态响应,反映结构局部和全局缺陷信息,可用于复杂结构缺陷检测。因此,基于模态分析的棒材裂纹动态无损检测方法具有重要的工程应用前景。本文采用计算模态分析和试验验证相结合的途径,研究了检测棒材横向表面裂纹损伤程度和损伤位置的方法。计算模态分析采用大型通用有限元软件Ansys对棒材进行模拟检测,包括损伤指标的选取,损伤程度以及损伤位置的判定；试验验证则对棒材进行实际检测,裂纹由预先加工的矩形缺口模拟。通过两者的对比分析,证实了该方法的有效性。在损伤程度的判断方面,选择对局部损伤敏感的曲率模态振型作为损伤程度指标。损伤棒材的曲率模态振型在损伤附近会发生突变现象,而且随着损伤程度的增加,突变现象越明显。通过计算模态分析,利用最小二乘拟合法得到了两者之间的函数关系,实现了损伤程度的定量分析。在损伤位置的判断方面,依据应变模态差分曲线建立了具有明确位置坐标的损伤位置直接指标ISMSD的数学模型。通过计算模态分析,结果表明实际损伤处的损伤位置直接指标计算值远大于其他位置,且随着损伤程度的增加,lSMSD的计算值越大。因此,ISMSD可以有效的判断出棒材的损伤位置,为试验模态分析和动态无损检测的研究提供理论依据和技术参考。对无损伤和损伤程度(h/D)为0.100,0.150,0.200和0.250的棒材实际检测结果表明,试验模态分析得到的固有频率比计算模态分析得到的略低,由试验模态振型差分曲线计算的损伤位置直接指标可以准确的判断实际损伤位置,验证了计算模态分析的正确性。本文采用基于模态分析的方法,在计算模态和试验模态分析研究的基础上,实现了棒材裂纹的动态无损检测,能够实现棒材裂纹的损伤的定位和初步定量化,为复杂结构的无损检测提供了理论依据和实际应用基础。